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数控加工技术在门窗幕墙加工中的应用

文章来源:无信息源
 作者:  日期:2008-08-27 10:04:00
文章概括 :我国门窗幕墙行业正在快速向前发展,原有加工技术已不能适应新的发展需要,数控加工技术正在逐渐应用到建筑门窗幕墙加工中,它加工精度高,节省人力,是大规模门窗幕墙加工企业的理想加工设备。

  摘  要:我国门窗幕墙行业正在快速向前发展,原有加工技术已不能适应新的发展需要,数控加工技术正在逐渐应用到建筑门窗幕墙加工中,它加工精度高,节省人力,是大规模门窗幕墙加工企业的理想加工设备。

  关键词:数控、计算机、门窗、幕墙加工、加工中心、自动化。

  随着我国建筑行业的发展,门窗幕墙也随之快速地向前发展,单元式幕墙等一大批新技术结构的幕墙相继问世,各种新颖的建筑门窗也不断推向市场。建筑门窗幕墙加工也随之向规模化、自动化方向发展,而且现在的工程项目要求质量高、工期紧、生产批量大。在这种情况下,就要求提高整个工厂设备的加工精度和生产效率,而且对厂房、仓库的承载能力及设计、生产及企业管理的快速准确要求提高。以便使企业能够在日益激烈的市场竞争中处于有利地位,在获得应有的利润同时使企业得到健康长足的发展。

  数控加工技术在门窗幕墙加工中已越来越得到广泛的应用,现就目前数控加工技术的状况和发展前景浅述如下。

  一、控加工简介

  数字控制(Numerical Control)是近代发展起来的一种自动控制技术,是用数字化的信息实现机床控制的一种方法。数控系统是一种新型控制系统,能方便地完成加工信息的输入、自动译码、运算、控制,从而控制机床的运动和加工过程。

  数控机床对零件的加工过程,是严格按照加工程序中所规定的参数及动作执行的。它是一种高效的能自动或半自动运行的机床。CNC是计算机辅助设计的NC系统。其系统的核心是计算机,即由计算机通过执行其存储器内的程序,来执行机床的部分或全部动作。由于近几年计算机技术的发展,计算机已经大规模应用到数控系统中,由于数控装置采用计算机来完成管理和运算功能,使数控系统的可靠性大大提高,价格也大幅度下降。

  整个数控装置要完成的工作有:开机初始化、数控程序的编译、启动机床、进行刀具轨迹的计算、插补计算等项工作,然后将计算结果送给每个坐标轴。

  数字化    程序化   运行程序

  加工信息    数字信息    执行程序    控制系统

  图1:数控系统控制流程示意图

  数控机床是具有广阔前景的新型自动化机床,是高度机电一体化、自动化的产品,最早主要应用在数控钻床、车床、铣术等要求精度较高的机床上。数控技术在门窗幕墙加工行业内的应用在最近几年才逐渐开始,应用范围也还较窄。但随着门窗幕墙技术的发展,门窗幕墙加工行业对数控加工技术的需求逐渐增加。

  二、窗幕墙加工行业对数控加工技术的需求

  1、工期要求紧,要求提高生产效率

  门窗行业的快速发展,也相应带动了门窗加工设备制造业的发展,传统的加工设备已经不能满足生产的需要。

  在我国门窗企业承揽工程时,往往面临工期短,生产量大,供货需求急,而且加工周期加长,势必造成资金积压,增大产品库存。不利于企业的发展,因此原有的生产模式,老式的加工设备已经严重的制约企业的发展,这样数控加工设备就应运而生,从其进入市场,已逐渐得到认可,特别是一些大中型企业。数控加工设备的加工效率是传统加工设备的2-3倍,特别是在大尺寸的单元幕墙的加工上,效率要求更高。

  数控加工中心可以实现各种动作,可铣、钻、镗等。只要更换一下刀具即可实现,这栗节省了工序之间运输及重新装夹等辅助空间和时间。而且更换加工品种及其方便,只要更换程序,就可以实现,大大缩短了换型的周期。

  由于数控机床在结构设计上采用了有针对性的设计,因此,效率是普通机床的十几倍,加上自动换刀等辅助动作的自动化,使得数控机床的生产效率非常高。

  2、加工精度要求提高,保障产品质量

  门窗行业经历了几十年的发展,目前阶段,正面临着门窗品质的更新发展阶段;同时,市场的竞争要求优质价廉,按控设备将加工数据、加工程序输入到控制系统中,驱动设备运行,用数控机床加工可以获得更高的精度和稳定的质量,尤其是可以用软件的进行精度校正,自动化程序提高,避免了人为操作的误差,提高了产品加工精度和重复加工精度。

  数控机床在进给机构中采用了滚珠杠螺母机构,使机械传动误差尽可能小;还利用软件进行精度校正和补偿,使传动误差进一步减少;由于加工过程是程序控制,减少了人为因素对加工精度的影响,这些措施不仅保证了较高的加工精度,同时还保证了较高的质量稳定性;

  3、合理使用生产资源,加大设备的有效使用面积

  虽然数控加工设备整体较大,但在一台设备上能够完成多个加工工序。相对于传统的加工设备,生产资源和使用面积的综合使用效率有所提高,可能省去常规设备如冲床、铣床、钻床等。减少了繁琐的不同设备的不同工序。

  4、市场竞争激烈,提高综合能力

  现今门窗幕墙工业竞争激烈,特别是一些中小企业星罗棋布,他们靠拼设备,拼人力在市场上占有一席之地,但从长久考虑,一个企业在设计、加工能力上需要具有一定的实力。虽然采用先进设备的前期投入较大,但通过规模化生产也可增强企业的市场竞争能力,增加利润。因此对于大中规模的门窗加工企业来说,选用先进的设备,提高生产效率,提高加工质量,提高市场竞争能力是刻不容缓的。

  三、数控门窗加工设备发展现状

  门窗幕墙加工工艺中主要的几个加工工序是型材下料、各种孔型钻铣、组装等,针对这些工序国内外门窗加工设备制造公司主要生产的设备有数控切割锯、多轴数控钻铣床、多轴加工中心等,加工具体内容主要是锯切、铣、镗、攻螺丝、组角等工序。一般来说3轴钻铣床只能加工正上面的孔形,4轴可绕型材进行180度角度加工,5轴钻铣床可在360角度内进行斜孔加工,国外专业从事门窗加工设备制造的公司有德国和意利合资安美百事达(AME PRESSTA),德国叶鲁(ELUMATEC)意大利飞幕(FOM)等,这些公司这些年来相续生产,研制出数控门窗加工设备,包括可达6个控制轴的加工中心,技术已达相当水平。

  国内目前只有几家设备生产厂能够生产数控设备,北京市平和机器制造公司(PINGHE)在国内率先推出了数控双头切割锯、数控摆角双头切割锯、数控钻铣床、单头加工中心、双头加工中心,数控摆角双头切割锯,实现三轴运动控制。双头加工中心及数控钻铣床采用3×2轴运动控制,可双头同时操作,大大提高工作效率。数控钻铣床、加工中心可完成六轴运动控制。在控制软件的方便性,人性化方面已达到国际先进水平,而且国内生产的设备物美价廉,将在国内外市场上占有一席之地。目前采用于门窗幕墙加工行业的设备主要有以下几种:

  1、 数控双头切割锯

  1.1 用于自动完成铝塑型材22.5°—45°—90°的定尺定角切割加工。
  1.2 自动动切割定尺,自动实现锯切角度转换,自动程度高。
  1.3 具有尺寸补偿功能,重复定位精度高,锯切尺寸精度高。
  1.4 可与上位管理计算机进行通讯,实现门窗加工计算机辅助设计,辅助制造。
  1.5 打印产品标签,便于企业生产管理。

  2、数控加工中心

  2.1 按预先设置程序自动完成各种孔槽的钻铣加工,可以攻丝,减少人工操作,自动化程度高。
  2.2 自动刀具库,实现换刀自动化。
  2.3 可与上位管理计算机进行通讯,自动编程,自动选择最佳加工顺序,提高生产效率。
  2.4 打印产品标签,便于企业生产管理,使产品标签与产品相对应,便于下一流程检验,有效避免物料混乱和加工错误。
  2.5 由传统的3轴到4轴、5轴,功能逐渐加强。

  3、存储单元的仓库

  应用范围非常多样,而且完整,特点是可靠,简单,速度快以及适应性强。存储单元的软件可以和公司自己的管理软件相连接,软件可以给出每个存储单元里盛放东西的重量,长度和数量。而且以随时查出每种部件是否有货,有利库房自动化。

  4、数控门窗加工设备发展方向

  a) 字化、网络化:将来的企业,需要通过提高管理水平、技术水平、运营方法等来增强企业参与市场竞争的能力,以后生产管理逐步实现计算机网络化生产和管理,并逐步提出电子商务的概念,从订单开始,到设计、加工、组装、储存、交货的所有流程通过网络化实现。现在只具备这种生产形式的雏形,只实现了单个工序或部分工序组合的自动化。

  产品制造的全过程也具有网络化和数字化的特性,在这种环境下,网络数控成为各种先进制造系统的基本单元,是各种先进制造系统的技术基础。

  b) 柔性加工系统:多台数控机床在统一的管理下,实现统一输送、统一下料、统一钻铣、统一组装、入库等工序,这样就构成柔性加工系统(FMS),这样发展必然要求数控设备进行通信联网。这与网络化、数字化发展相互促进、相互制约。

  虽然数控技术在门窗幕墙加工行业的应用是最近几年才以展起来的,但随着我国经济建设的发展,科技水平的进步,门窗加工技术也将有一个崭新的发展空间,数控技术的应用也将越来越广,各个工序实现自动化或半自动化控制,通过传输皮带就可以组成自动化生产线,并且通过网络系统将整个控制系统连入公司局域网中,在办公室即可完成程序设计、参数输入、程序执行等功能,还能监控现场生产情况,等等,这样可以大提高生产效率、节约成本、减少人力,这样全自动化或半自动化生产车间的出现将会有力地促进门窗幕墙加工业的发展。

供稿:北京市平和机器制造公司